车载充电机系统的功率分配方法、系统及终端设备与流程

1.本发明属于车载充电机技术领域，尤其涉及一种车载充电机系统的功率分配方法、系统及终端设备。


背景技术：

2.目前，随着电动汽车的发展，车载充电机的应用日益广泛。受到车载充电机单机容量以及空间体积限制，两级并联车载充电机系统成为趋势。两级并联车载充电机系统即充电机内的多个功率模块集中式并联，多个充电机之间分布式并联。
3.传统的车载充电机系统在分配功率时采用车辆电池管理系统平均分配的方法，但是这会导致系统中所有充电机和功率模块在电池需求小时长时间工作在小电流状态下，造成效率低下，损耗大，寿命缩短等现象。
4.因此，传统的技术方案中存在车载充电机系统效率低下，损耗大，寿命缩短的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种车载充电机系统的功率分配方法、系统及终端设备，旨在解决传统的车载充电机系统效率低下，损耗大，寿命缩短的问题。
6.本发明实施例的第一方面提供了一种车载充电机系统的功率分配方法，所述方法包括如下步骤：
7.获取电池的需求电流；
8.通过第一冗余计算确定充电机的第一待关闭数量，并关闭所述第一待关闭数量对应的所述充电机；
9.将所述电池的需求电流分配给各开启的所述充电机输出。
10.在一个实施例中，所述第一冗余计算的公式为：
11.其中i表示所述电池的需求电流，in表示所述充电机的额定电流之和，n表示所述充电机的数量，x表示所述充电机的所述第一待关闭数量。
12.在一个实施例中，所述关闭所述第一待关闭数量对应的所述充电机包括如下步骤：
13.将所述充电机按照充电机额定电流由小到大的顺序排列；
14.从所述充电机额定电流最小的所述充电机开始按顺序关闭所述第一待关闭数量对应的所述充电机。
15.在一个实施例中，所述将所述电池的需求电流分配给各开启的所述充电机输出包括：
16.将所述电池的需求电流按各开启的所述充电机额定电流占开启的所述充电机额定电流之和的比值分配给各开启的所述充电机输出。
17.在一个实施例中，所述方法还包括如下步骤：
18.通过第二冗余计算确定各开启的所述充电机中功率模块的第二待关闭数量，并关闭所述第二待关闭数量对应的所述功率模块；
19.将各开启的所述充电机分配到的需求电流分配给各开启的所述充电机中各开启的所述功率模块输出。
20.在一个实施例中，所述第二冗余计算的公式为：
21.其中io表示开启的所述充电机分配到的需求电流，ik表示该开启的所述充电机额定电流，m表示该开启的所述充电机中所述功率模块数量，s表示该开启的所述充电机中所述功率模块的所述第二待关闭数量。
22.在一个实施例中，所述关闭所述第二待关闭数量对应的所述功率模块包括如下步骤：
23.将开启的所述充电机中所述功率模块按照功率模块额定电流由小到大的顺序排列；
24.从所述功率模块额定电流最小的所述功率模块开始按顺序关闭所述第二待关闭数量对应的所述功率模块。
25.在一个实施例中，所述将各开启的所述充电机分配到的需求电流分配给各开启的所述充电机中各开启的所述功率模块输出包括：
26.将各开启的所述充电机分配到的需求电流按该开启的所述充电机中各开启的所述功率模块额定电流占该开启的所述充电机中开启的所述功率模块额定电流之和的比值分配给该开启的所述充电机中各开启的所述功率模块输出。
27.本发明实施例的第二方面提供了一种车载充电机系统，包括车辆电池管理系统及分别与所述车载电池管理系统连接的多个充电机，所述充电机内设有集中控制器和多个功率模块，所述车载充电机系统用于实现如上所述的方法。
28.本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法。
29.本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的车载充电机系统的功率分配方法通过冗余计算关闭无必要的充电机和功率模块，避免电池需求小时所有充电机和功率模块长时间工作在小电流状态下，提高了车载充电机系统的效率，降低了车载充电机系统的损耗，延长了车载充电机系统的寿命。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明实施例提供的第一种车载充电机系统的结构示意图；
32.图2为本发明实施例提供的第一种车载充电机系统的功率分配方法的流程示意图；
33.图3为本发明实施例提供的关闭所述第一待关闭数量对应的所述充电机的流程示意图；
34.图4为本发明实施例提供的第二种车载充电机系统的结构示意图；
35.图5为本发明实施例提供的第二种车载充电机系统的功率分配方法的流程示意图；
36.图6为本发明实施例提供的关闭所述第二待关闭数量对应的所述功率模块的流程示意图；
37.图7为本发明实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
38.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
39.需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
40.本实施例的第一方面提供了一种车载充电机系统的功率分配方法，所述方法可以应用于如图1所示的车载充电机系统中。需要说明的是，在该系统中，n个充电机通过分布式并联的方式为车辆电池供电，车辆电池管理系统可以通过can通信方式分别与n个充电机进行通信，n个所述充电机之间可以相互通信。每个所述充电机中都有一个集中控制器，所述充电机通过所述集中控制器与所述车辆电池管理系统进行通信。
41.请参阅图2，图2为本实施例提供的一种车载充电机系统的功率分配方法的流程示意图。如图2所示，所述方法包括如下步骤：
42.s101、获取电池的需求电流。
43.在本实施例中，需要说明的是，所述获取电池的需求电流，可以是车辆电池管理系统将所述电池的需求电流通过各所述充电机的集中控制器下发给各所述充电机。
44.s102、通过第一冗余计算确定充电机的第一待关闭数量，并关闭所述第一待关闭数量对应的所述充电机。
45.在本实施例中，需要说明的是，所述通过第一冗余计算确定充电机的第一待关闭数量，可以是通过各所述充电机中的主充电机的集中控制器进行计算，所述主充电机由各所述充电机进行主从竞争确定，所述关闭所述第一待关闭数量对应的所述充电机，也可以是通过各所述充电机中的主充电机的集中控制器进行关闭。所述第一待关闭数量对应的所述充电机可以是按照一定规律选择的，也可以是用户选择的，也可以是通过其他方式选择的，本实施例对此不做限定。
46.s103、将所述电池的需求电流分配给各开启的所述充电机输出。
47.在本实施例中，需要说明的是，所述将所述电池的需求电流分配给各开启的所述
充电机输出，可以是所述车辆电池管理系统将所述电池的需求电流分配给各开启的所述充电机的集中控制器，由各开启的所述充电机的集中控制器控制各开启的所述充电机输出。各开启的所述充电机电流输出的比例可以是平均分配的，也可以不是平均分配的，本实施例对此不做限定。
48.本实施例提供的这种车载充电机系统的功率分配方法，通过第一冗余计算关闭无必要的充电机，只需要将部分充电机开启即可，避免电池需求小时所有充电机长时间工作在小电流状态下，提高了车载充电机系统的效率，降低了车载充电机系统的损耗，延长了车载充电机系统的寿命。
49.可选地，所述第一冗余计算的公式为：
50.其中i表示所述电池的需求电流，in表示所述充电机的额定电流之和，n表示所述充电机的数量，x表示所述充电机的所述第一待关闭数量。
51.在本实施例中，需要说明的是，所述充电机的额定电流可通过所述充电机的集中控制器获取，各所述充电机之间可相互通信从而获取所述充电机的额定电流之和。所述第一冗余计算的公式为一个取整公式，即算出的结果如果含小数，则只取整数部分。
52.通过所述第一冗余计算公式，能够合理简单有效地算出无必要的充电机数量，从而控制车载充电机系统中开启的充电机的规格以及数量。
53.可选地，如图3所示，步骤s102中，所述关闭所述第一待关闭数量对应的所述充电机包括如下步骤：
54.s1021、将所述充电机按照充电机额定电流由小到大的顺序排列。
55.在本实施例中，需要说明的是，所述将所述充电机按照充电机额定电流由小到大的顺序排列，可以是通过各所述充电机中的主充电机的集中控制器进行排列。
56.s1022、从所述充电机额定电流最小的所述充电机开始按顺序关闭所述第一待关闭数量对应的所述充电机。
57.在本实施例中，需要说明的是，所述从所述充电机额定电流最小的所述充电机开始依次关闭所述第一待关闭数量对应的所述充电机，可以是通过各所述充电机中的主充电机的集中控制器进行关闭。
58.通过从所述充电机额定电流最小的所述充电机开始按顺序关闭所述第一待关闭数量对应的所述充电机，能够关闭无必要充电机，只需要将最接近需求的充电机开启即可，提高了车载充电机系统的效率。
59.可选地，步骤s103将所述电池的需求电流分配给各开启的所述充电机输出包括：
60.将所述电池的需求电流按各开启的所述充电机额定电流占开启的所述充电机额定电流之和的比值分配给各开启的所述充电机输出。
61.在本实施例中，需要说明的是，各开启的所述充电机可通过其集中控制器获取其额定电流，各开启的所述充电机之间可相互通信从而获取开启的所述充电机额定电流之和，由车辆电池管理系统将所述电池的需求电流通过各开启的所述充电机的集中控制器分配给各开启的所述充电机输出。
62.通过将所述电池的需求电流按各开启的所述充电机额定电流占开启的所述充电机额定电流之和的比值分配给各开启的所述充电机输出，能够智能分配电池的需求，使各
规格的充电机所出功率尽可能为各自的额定功率。
63.可选地，所述方法还可以应用于如图4所示的车载充电机系统中，需要说明的是，充电机1中有x个功率模块，充电机2中有y个功率模块，充电机n中有z个功率模块，各功率模块的电流参数可以相同，也可以不同。充电机中功率模块通过集中式并联的方式为充电机输出电流，充电机中集中控制器可与功率模块进行通信。
64.如图5所示，所述方法还包括如下步骤：
65.s104、通过第二冗余计算确定各开启的所述充电机中功率模块的第二待关闭数量，并关闭所述第二待关闭数量对应的所述功率模块。
66.在本实施例中，需要说明的是，所述通过第二冗余计算确定各开启的所述充电机中功率模块的第二待关闭数量，可以是通过各开启的所述充电机的集中控制器进行计算，所述关闭所述第二待关闭数量对应的所述功率模块，也可以是通过各开启的所述充电机的集中控制器进行关闭。所述第二待关闭数量对应的所述功率模块可以是按照一定规律选择的，也可以是用户选择的，也可以是通过其他方式选择的，本实施例对此不做限定。
67.s105、将各开启的所述充电机分配到的需求电流分配给各开启的所述充电机中各开启的所述功率模块输出。
68.在本实施例中，需要说明的是，所述将各开启的所述充电机分配到的需求电流分配给各开启的所述充电机中各开启的所述功率模块输出，可以是由各开启的所述充电机的集中控制器将该开启的所述充电机分配到的需求电流分配给该开启的所述充电机中各开启的所述功率模块输出。各开启的所述功率模块电流输出的比例可以是平均分配的，也可以不是平均分配的，本实施例对此不做限定。
69.通过第二冗余计算关闭无必要的功率模块，只需要将部分功率模块开启即可，避免电池需求小时所有功率模块长时间工作在小电流状态下，进一步提高了车载充电机系统的效率，降低了车载充电机系统的损耗，延长了车载充电机系统的寿命。
70.可选地，所述第二冗余计算的公式为：
71.其中io表示开启的所述充电机分配到的需求电流，ik表示该开启的所述充电机额定电流，m表示该开启的所述充电机中所述功率模块数量，s表示该开启的所述充电机中所述功率模块的所述第二待关闭数量。
72.在本实施例中，需要说明的是，开启的所述充电机额定电流为开启的所述充电机中功率模块额定电流之和，功率模块额定电流可通过集中控制器获取。所述第二冗余计算的公式为一个取整公式，即算出的结果如果含小数，则只取整数部分。
73.通过所述第二冗余计算公式，能够合理简单有效地算出无必要的功率模块数量，从而控制车载充电机系统中开启的功率模块的规格以及数量。
74.可选地，如图6所示，步骤s104中，所述关闭所述第二待关闭数量对应的所述功率模块包括如下步骤：
75.s1041、将开启的所述充电机中所述功率模块按照功率模块额定电流由小到大的顺序排列。
76.在本实施例中，需要说明的是，所述将开启的所述充电机中所述功率模块按照功
率模块额定电流由小到大的顺序排列，可以是通过各开启的所述充电机的集中控制器进行排列。
77.s1042、从所述功率模块额定电流最小的所述功率模块开始按顺序关闭所述第二待关闭数量对应的所述功率模块。
78.在本实施例中，需要说明的是，所述从所述功率模块额定电流最小的所述功率模块开始按顺序关闭所述第二待关闭数量对应的所述功率模块，可以是通过各开启的所述充电机的集中控制器进行关闭。
79.通过从所述功率模块额定电流最小的所述功率模块开始按顺序关闭所述第二待关闭数量对应的所述功率模块，能够关闭无必要功率模块，只需要将最接近需求的功率模块开启即可，提高了车载充电机系统的效率。
80.可选地，步骤s105将各开启的所述充电机分配到的需求电流分配给各开启的所述充电机中各开启的所述功率模块输出包括：
81.将各开启的所述充电机分配到的需求电流按该开启的所述充电机中各开启的所述功率模块额定电流占该开启的所述充电机中开启的所述功率模块额定电流之和的比值分配给该开启的所述充电机中各开启的所述功率模块输出。
82.在本实施例中，需要说明的是，各开启的所述充电机可通过其集中控制器获取该开启的所述充电机中开启的所述功率模块额定电流之和，由各开启的所述充电机的集中控制器将各开启的所述充电机分配到的需求电流分配给各开启的所述充电机的各开启的功率模块输出。
83.通过按该开启的所述充电机中各开启的所述功率模块额定电流占该开启的所述充电机中开启的所述功率模块额定电流之和的比值分配需求电流，能够使各规格的功率模块所出功率尽可能接近各自的额定功率。
84.下面以电池的需求电流20a，车载充电机系统有两个充电机，其中充电机1中有3个功率模块，分别为1个30a/11kw功率模块和2个40a/20kw功率模块，充电机2中有4个功率模块，分别为2个30a/11kw功率模块和2个40a/20kw功率模块为例，说明所述方法的流程。
85.获取到电池的需求电流为20a后，通过第一冗余计算：
86.确定充电机的第一待关闭数量为1；
87.将充电机1和充电机2按照充电机额定电流由小到大的顺序排列：
88.充电机1额定电流＝30+40
×
2＝110a，
89.充电机2额定电流＝30
×
2+40
×
2＝140a，
90.按照顺序关闭充电机额定电流小的充电机1；
91.将电池的需求电流20a分配给充电机2输出；
92.通过第二冗余计算：
93.确定充电机2中功率模块的第二待关闭数量为3；
94.将充电机2中4个功率模块按照功率模块额定电流由小到大的顺序排列，按照顺序关闭2个30a/11kw模块和1个40a/20kw；
95.将充电机2分配到的需求电流20a分配给充电机2中的一个40a/20kw功率模块输
出。
96.本实施例提供的这种车载充电机系统的功率分配方法，通过冗余计算关闭无必要的充电机和功率模块，避免电池需求小时所有充电机和功率模块长时间工作在小电流状态下，提高了车载充电机系统的效率，降低了车载充电机系统的损耗，延长了车载充电机系统的寿命。支持不同电流参数，相同电压规格的车载充电机型号的并联混合工作，功率不均分。既适用于各充电机内功率模块数一致的场合，也适用于不一致的场合。
97.本实施例的第二方面提供了一种车载充电机系统，包括车辆电池管理系统及分别与所述车载电池管理系统连接的多个充电机，所述充电机内设有集中控制器和多个功率模块，所述车载充电机系统用于实现如上所述的方法。
98.本实施例的第三方面提供了一种终端设备，如图7所示，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法。
99.以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。